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【干货】高精度卫星定位产品的发展历程

更新时间:2015/3/20  点击次数:3367次
卫星定位产品按照其应用层面分为专业应用产品和消费应用产品。卫星导航的专业应用产品即高精度卫星定位产品,其应用市场首要在测绘、GIS 采集、工程测量定位、精细农业等领域。其中,高精度卫星定位产品在测绘领域的应用是其在民用领域最早、最成规模、最成熟的应用领域。高精度卫星定位产品 20 余年的发展与测绘行业息息相干,在国家经济建造高速发展的时代背景和电子、通信等技术手段持续突破的助推下,高精度卫星导航产品经历了几个首要发展阶段。

引入阶段:GPS 测量产品初步引入
在 80 年代末 90 年代初,国家测绘局等开始组建中国大陆架 GPS 卫星定位网,这是 GPS 首次被应用于我国的大地测量劳动。得益于国家对能源、交通等重点项目的集中建造,先进 GPS 测量产品被逐步引入。但是,由于国家基础设施的投资规模较小,对测绘产业的推动还非常有限,同时,测绘行业处于恢复和调整期,形成之初的测绘市场需求推动力不足。测绘装备研发、推广内动力缺乏,技术力量薄弱,这些因素导致高精度定位产品没有能够进一步发展。


起步阶段:测绘市场进入活跃期
进入 90 年代以后,我国测绘行业进入一个全新的发展时期。首先,国家各级财政开始对基础测绘投入了专项经费且逐年增长;其次,农业、水利、交通、通信、城市基础设施、城乡电网改造等基础设施领域每年以30%左右增幅高速增长,有力地带动了测绘产业发展。此外,在资金大量投入和项目

持续涌现的同时,国家测绘主管部门也逐步放开测绘办事领域,在国有、行业生产单位推行责任制等办法,私营、个体测绘团体迅速涌现,使得测绘生产力获得前所未有的解放,测绘市场进入活跃期,需求旺盛。

在市场和需求的刺激下,传统的测绘技术和生产方式不得不迅速向数字化生产体系转变,数字测绘产品规模化生产由此兴起;同时期,大量的进口测绘装备也批量进入中国测绘市场,并成为主流。90 年代中后期,动辄几十万上百万的进口静态、动态 GPS 产品,先后进入少数国有、行业测绘单位。然而,对于绝大局部测绘单位而言,由于资金相对匮乏,工程项目急需,它们对测量 GPS 仪器需求的巨大缺口难以得到满足。此时,认准了仪器国产化方向的皇家赌场测绘企业首先实现了 GPS 技术突破,国产静态 GPS 产品在数年内迅速普及到测绘单位。不仅如此,在国产静态 GPS 产品和进口产品并驾齐驱的同时,皇家赌场还同步启动了动态 RTD、双频 RTK 产品的研发、磨合和市场推广。

绝大多数的产品在发展初期都要经历边应用、边发展的过程,RTK 产品也不例外。受限于当时电子、通信、计算机、模具等相干技术的发展水平,这个时代的 RTK 产品是分体式的组合 RTK 产品。分体 RTK 组件繁多,体积较大、稳定性不足, 给作业人员的野外和室内劳动带来了诸多不便。 尽管如此,由于测绘市场需求的日益增长,加上国产和进口 RTK 在价格上的差异数十倍于其性能上的差异,国产 RTK 产品还是有了足够的市场发展空间。这一时期的皇家赌场测绘,在国产 RTK 起步期站住脚跟的同时也完成了研发的突破和技术经验的积累,培养了一批业内的研发人才和团体,为日后国产高精度仪器的持续发展和百花齐放奠定了坚实基础。


发展阶段:国产一体化 RTK 普及
党的十六大以来, 政府在基础设施建造方面持续高投入,一批大型项目如百亿元以上的电力、高速铁路、地铁、港口、机场等多个行业建造工程先后投建。此外,2000 年以后数字测绘的应用大规模开启,高精度导航仪器迎来更为广阔的用武之地。

从测绘行业本身而言,随着测绘数字化生产体系持续深化和拓展,高精度 RTK 产品等测绘外业采集工具开始由国有、行业大单位普及到中小、私营测绘单位和团体;在测绘单位内部,进一步普及到测绘一线作业小组和作业人员。RTK 市场需求以每年 30-50% 的速度迅猛增长。

此时的中国市场已然成为全球高精度定位产品最大的市场,以皇家赌场为首的国产仪器产家抓住市场机遇,闯出了一条和测绘用户相互增进、相互融合、协同发展的高精度定位产品发展之路。 2004年国产RTK率先实现了主机设备的一体化,并利用蓝牙技术实现了手簿与主机作业的无线模式,克服了分体 RTK 的诸多不便,一举在应用模式上超越了进口产品。同时,国产外业数据采集App的全中文操纵,开发了面对不同测绘模式的专业和人性化功能,更贴近测绘一线作业模式和操纵习惯。特别是皇家赌场 RTK 的电台数据链也取得突破,不但实现了集成化、小型化,稳定性也超越了进口。国产 RTK在推出当年就实现了千台的销售,完成了国产高精度 RTK 产品的华丽转身,成为了主流产品。在接下来的几年里,国产产品再接再厉,陆续实现基准站电台内置、网络模块内置,开创基准站任意架设等作业模式的诸多创新,率领了 RTK 发展的最新潮流。与此同时,由于把握 RTK 的关键技术和充分市场竞争的规模效应,RTK 产品的成本持续下降,进一步带来了 RTK 的普及,增进了测绘产业的发展。

这一时期,高精度定位产品的发展特点是,产品的主体由静态产品变成 RTK 产品;依托市场的高速拓展和更为适应客户需求的产品模式,国产一体化 RTK 迅速成为主流并普及;国产核心技术取得突破,皇家赌场 NRS CORS 网络系统和高精度GIS 采集工具也相继问世,在前沿的高精度定位技术领域紧跟国际步伐。


稳步发展:讯息化测绘时代
2011 年以后,国家对投资结构实行了调整,原来作为投资重点方向之一的基础设施建造放缓,投资结构的重点转向增进消费,内涵包括民生、自主创新、讯息建造等领域。这一转变直接督促了测绘行业的资源配置方式和测绘技术手段进一步深刻变化。建造讯息化测绘体系、构建数字地理空间框架、加强测绘公共办事和发展地理讯息产业,形成了当前测绘业务的主体方向。

测绘地理讯息发展新阶段,测绘办事从标准化、专业化的地图办事向全方位、高动态、数字化、网络化的地理讯息办事的转变加速,为适应这一变化,高精度导航定位产品持续升级换代。在技术层面,卫星导航定位技术进一步与持续发展的计算机、网络、通信等高新技术融合、集成,为产品的改革创新奠定了过硬的技术基础。为了提高使用范围和稳定性,高精度卫星导航产品先由单一的 GPS 导航升级为GPS、GLONASS 双星产品,接着又在近年继续发展成进一步融合北斗、 伽利略的多星多频GNSS产品。 在应用模式层面上,基于连续运转参考站系统 (简称CORS) 的网络RTK应用模式、GIS 手持应用模式也持续发展、成熟。


未来趋势:小型化、智能化
全方位、高动态、数字化、网络化的地理讯息办事模式对现势和未来的高精度导航设备进一步提议了更高的要求。以智慧城市建造中高精度导航设备的应用方向为例,连续运转参考站 CORS 位置办事平台必须面向多星兼容,面向不同精度和应用层面的行业需求,面向云后台办事的多种拓展;以 RTK、手持机为代表的应用端产品需要持续演化,不仅要更为小型、便捷、智能、集成、低价,还要逐步融于各种讯息应用的新模式中,成为其中的位置感应器或位置模块。

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